Устройство для безокислительной термообработки стальных изделий

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к технике термообработки деталей и инструмента в защитной среде. Устройство для безокислительной термообработки стальных изделий состоит из сплошных, без отверстий, дна и обечайки, решетчатого дна, закрепленного на кольцевой рамке, рукоятки и крышки. Дно и обечайка соединяются между собой плавкими вставками. Решетчатое дно устанавливается на внутренний кольцевой выступ в нижней части обечайки. Форма и размер ячеек решетчатого дна зависят от фракции заполнителя и размера обрабатываемых деталей. Изделия помещают в устройстве в слое заполнителя, в качестве которого может использоваться карбюризатор, отработанный карбюризатор или чугунные опилки. При закалке, а также отпуске изделий из сталей, склонных к отпускной хрупкости в устройстве устанавливают плавкие вставки. При нагреве устройства с изделиями в печи плавкие вставки плавятся, освобождая устройство от дна. После прогрева устройство без дна извлекают из печи, встряхивают для удаления заполнителя и переносят с оставшимися на сетчатом дне изделиями в охлаждающую жидкость. При отжиге, нормализации, отпуске и цементации в устройстве устанавливают стальные вставки. Сетчатое дно можно не устанавливать. После нагрева устройство с изделиями в слое заполнителя в зависимости от вида термообработки охлаждают с печью или на воздухе. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет проводить различные виды термообработки в среде заполнителя, препятствующего окислению и обезуглероживанию поверхности изделий, в том числе и закалку. При закалке, благодаря отсоединению дна, устройство позволяет быстро удалить заполнитель и охладить изделия в закалочной среде.

Устройство для безокислительной термообработки стальных изделий относится к области машиностроения, в частности к технике термообработки деталей и инструмента в защитной среде.

Известно устройство для термообработки стальных изделий в защитной среде, например в слое карбюризатора, отработанного карбюризатора или чугунных опилок, представляющее собой ящик с крышкой, так называемый - цементационный ящик (см. А.А.Шмыков, Справочник термиста, Издание четвертое, Машгиз, М., 1961 г., стр.103-104).

Недостатком этого устройства является то, что применять его можно только для цементации, безокислительного отжига, а также для безокислительного отпуска закаленных изделий. Произвести же закалку в таком устройстве нельзя, так как необходимо извлечь ящик из печи, снять крышку, удалить слой заполнителя, извлечь изделия и перенести их в закалочную жидкость. Все эти операции пришлось бы выполнять при высокой температуре: 800-1000°С., в зависимости от марки стали, что зачастую выполнить очень трудно. Кроме того, закалить на мартенсит изделия из сталей с малой устойчивостью переохлажденного аустенита в интервале распада по типу I и II ступени невозможно, так будет потеряно время на вышеуказанные операции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом является устройство для безокислительной термообработки стальных изделий (см. И.М.Сергейчев, А.М.Печковский. Термическая обработка режущего и измерительного инструмента, Машгиз, М., 1960 г., стр.24).

Устройство представляет собой корзину, дно и обечайка которой соединены между собой неразъемно. Дно и обечайка могут быть сплошными, или иметь отверстия. Корзина имеет

рукоятку и может комплектоваться крышкой. Изделия в корзине укладываются непосредственно на дно или в слое заполнителя - карбюризатор или чугунные опилки.

Недостаток этого устройства тот же, что и у аналога - невозможность выполнения операции закалки при безокислительной термообработке в слое заполнителя.

Задачей полезной модели является разработка устройства для безокислительной термообработки, позволяющего производить не только операции цементации, отжига и отпуска, но и операции закалки - охлаждении изделий в закалочной жидкости после нагрева.

Задача решается благодаря тому, что в устройстве для безокислительной термообработки стальных изделий в слое заполнителя, содержащем дно, обечайку, рукоятку и крышку, согласно формулы полезной модели, дно крепится к обечайке посредством плавких вставок, материал которых выбирается в зависимости от температурного режима конкретной операции термообработки, а на внутреннем кольцевом выступе в нижней части обечайки устанавливается решетчатое дно, закрепленное на кольцевой рамке, форма и размер ячеек решетчатого дна зависят от фракции заполнителя и размера обрабатываемых изделий.

Указанная совокупность признаков является существенной, новой и решает поставленную задачу, так как при нагреве предложенного устройства с изделиями вставки плавятся и перестают быть соединительным звеном между дном и обечайкой. Устройство извлекают из печи без дна, встряхивают для высыпания заполнителя и переносят вместе с изделиями, оставшимися на решетчатом дне, в закалочную жидкость.

Поскольку затраты времени на подготовку устройства с изделиями к охлаждению в закалочной среде оказываются незначительными, удается провести операцию закалки изделий из любых марок сталей, в том числе - сталей с малой устойчивостью переохлажденного аустенита в интервале распада по типу I и II ступени.

Для пояснения описываемого устройства на фиг.1 изображен его разрез с показанной укладкой изделий в слое заполнителя.

Устройство состоит из: дна 1, обечайки 2, решетчатого дна 3, плавких вставок 4, рукоятки 5, крышки 6.

Предложенное устройство используется для закалки стальных изделий следующим образом. Обечайку 2 устанавливают на дно 1 и соединяют с ним через специальные отверстия плавкими вставками 4. На внутренний кольцевой выступ обечайки 2 устанавливают решетчатое дно 3 с необходимыми по форме и размеру ячейками, которые выбираются в зависимости от размеров изделий и фракции заполнителя. В устройство насыпают слой заполнителя, укладывают изделия, насыпают и утрамбовывают верхний слой заполнителя. Устройство закрывают крышкой 6 и загружают в печь для нагрева. В процессе нагрева плавкие вставки 4 плавятся, благодаря чему устройство уже не связано жестко с дном 1, при этом нарушения сплошности слоя заполнителя не происходит. После прогрева, устройство без дна 1 извлекают из печи, встряхивают для высыпания заполнителя через решетчатое дно 3, после чего переносят с оставшимися на решетчатом дне изделиями в закалочную ванну.

В качестве заполнителя используют отработанный карбюризатор или чугунные опилки. Заполнитель препятствует окислению и обезуглероживанию поверхности изделий при нагреве.

При выполнении таких термических операций, как: отжиг, нормализация, отпуск, цементация, используют стальные вставки, так как нет необходимости отделения сплошного дна 1 для удаления заполнителя. Нет необходимости также в установке решетчатого дна 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет проводить различные виды термообработки в среде заполнителя, препятствующего окислению и обезуглероживанию поверхности изделий, в том числе и закалку. При закалке, благодаря отсоединению дна, устройство позволяет быстро удалить заполнитель и охладить изделия в закалочной среде.

Устройство позволяет производить закалку после безокислительного нагрева изделий из сталей, как с высокой, так и с малой устойчивостью переохлажденного аустенита в интервале распада по типу I и II ступени.

1. Устройство для безокислительной термообработки стальных изделий в слое заполнителя, содержащее дно, обечайку, рукоятку и крышку, отличающееся тем, что дно крепится к обечайке посредством плавких вставок, материал которых выбирается в зависимости от температурного режима конкретной операции термообработки, а на внутреннем кольцевом выступе в нижней части обечайки устанавливается решетчатое дно, закрепленное на кольцевой рамке.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что форма и размер ячеек решетчатого дна зависят от фракции заполнителя и размера обрабатываемых изделий.